DÒNG HỌ MA DOÃN THEO TÂY SƠN CHỐNG QUÂN THANH

ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH TẠO BIOGAS VÀ QUẦN THỂ METHANOGEN TRONG BỂ LÊN MEN KỴ KHÍ Ở NHIỆT ĐỘ CAO XỬ LÝ KẾT HỢP BÙN THẢI VÀ RÁC HỮU CƠ Thái Mạnh Hùng1, Tạ Mạnh Hiếu1, Phạm Văn Ánh2, Nguyễn Hữu Tuyên2, Nguyễn Việt Anh2, Đinh Thúy Hằng1* Viện Vi sinh vật Công nghệ sinh học, Đại học Quốc Gia Hà Nội Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường, Đại học Xây dựng Hà Nội TÓM TẮT Bùn cặn rác sinh hoạt nguồn thải hữu gây ô nhiễm mức báo động thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Trong nghiên cứu này, cơng nghệ lên men kỵ khí nhiệt độ cao (55°C) lựa chọn để thử nghiệm kết hợp xử lý hai loại nguồn thải Thí nghiệm tiến hành hệ thống xử lý có dung tích 1000 L với nguồn thải nạp ban đầu hỗn hợp bùn bể tự hoại rác hữu nghiền nhỏ theo tỷ lệ 1:1 (v:v) Kết thí nghiệm cho thấy q trình tạo khí sinh học đạt tỷ lệ CH4 cao (trên 70%) sau điều kiện pH bể phản ứng ổn định mức – 7,2 có hỗ trợ nguồn vi sinh vật thích nghi trước với chất điều kiện nhiệt độ cao Sau 50 ngày vận hành, 80,7% COD nguồn thải loại bỏ Vi sinh vật sinh methane bể phản ứng tăng mật độ theo thời gian chuyển từ trạng thái có loài sử dụng hydro chiếm ưu (như Methanomicrobium) thời kỳ đầu trình xử lý sang trạng thái có lồi sử dụng acetate (như Methanothrix) chiếm ưu thời kỳ sau Tỷ lệ methane sinh thời kỳ sau đạt mức 60 – 70% Những kết thu từ nghiên cứu sở khoa học cho việc kiểm soát trình phân hủy kỵ khí nhiệt độ cao triển vọng áp dụng công nghệ vào thực tế việc xử lý bùn bể tự hoại rác hữu để tận thu lượng bảo vệ mơi trường Từ khóa: Lên men kỵ khí nhiệt độ cao, PCR-DGGE, tận thu lượng, vi sinh vật sinh methane (methanogen), xử lý kết hợp bùn bể tự hoại rác hữu MỞ ĐẦU Bùn cặn thu gom từ bể tự hoại gia đình từ hệ thống xử lý nước thải tập trung nguồn ô nhiễm cần phải xử lý, nhiên lại chưa quan tâm mức nước ta Ở Hà Nội ngày có khoảng 300 m3 bùn cặn thu gom từ bể tự hoại, 300 m3 nạo vét từ hệ thống thoát nước chung Trong tương lai, có khoảng 3000 m3 bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải tập trung – xử lý nước thải khu vực nội thành thành phố Hà Nội (Nguyễn Việt Anh, 2010) số tăng lên đáng kể tương lai gần Bên cạnh bùn cặn, rác thải hữu vấn đề cộm môi trường đô thị Tổng khối lượng chất thải rắn nội thành Hà Nội khoảng 2500 tấn/ngày, 61% rác thải sinh hoạt tỷ lệ thu gom đạt 90% Một phần nhỏ rác thải tái chế hay xử lý công nghệ ủ sinh học trạm Cầu Diễn, cịn lại chủ yếu chơn lấp, gây nhiễm nghiêm trọng cho mơi trường khơng khí, đất, nước mặt nước ngầm (Nguyễn Việt Anh, 2010) Bùn cặn rác sinh hoạt nguồn thải có hàm lượng hữu cao, khả phân hủy kỵ khí để thu hồi khí sinh học, tái sử dụng bã thải làm phân bón nơng nghiệp lớn, vừa góp phần giải vấn đề môi trường, vừa hỗ trợ nông nghiệp việc tiết kiệm sản xuất nhập phân bón, đồng thời đóng góp vào việc cung cấp điện từ nguồn lượng thay Công nghệ xử lý kết hợp bùn rác thải hữu phân huỷ sinh học kỵ khí nhiệt độ cao lần đưa vào thử nghiệm Việt Nam theo qui mô pilot dự án hợp tác Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng Hà Nội trường Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Darmstad, CHLB Đức Ưu điểm công nghệ xử lý chất thải với hiệu suất cao, tận thu lượng dạng khí methane, tạo sinh khối phụ giảm đáng kể yếu tố gây bệnh chất thải trước đưa mơi trường Trong nghiên cứu này, q trình phân hủy tạo khí sinh học quần thể vi sinh vật sinh methane xem xét khía cạnh động học chuyển hóa vật chất thay đổi thành phần loài vi sinh vật theo thời gian vận hành bể phản ứng lên men kỵ khí xử lý hỗn hợp bùn cặn rác sinh hoạt điều kiện nhiệt độ cao, nhằm đưa sở khoa học ban đầu cho việc triển khai ứng dụng công nghệ vào thực tế tương lai gần VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hệ thống pilot lên men kỵ khí nhiệt độ cao dung tích 1000 lít Hệ thống lên men kỵ khí nhiệt độ cao dung tích 1000 lít hãng Passavant-Roediger (CHLB Đức) sản xuất lắp đặt Viện KH&KT Môi trường, ĐHXD Hà Nội (Hình 1) Hệ thống vận hành bán tự động, cho phép kiểm soát chặt chẽ yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy chế độ nạp liệu, nhiệt độ, độ pH, dung tích thành phần pha khí bể phản ứng Hình 1- Hệ thống pilot lên men kỵ khí nhiệt độ cao Nguyên liệu sử dụng cho thí nghiệm phân hủy gồm có bùn bể tự hoại, rác thải hữu xay nhuyễn Bùn rác định lượng tương ứng hai bể riêng biệt theo tỷ lệ 1:1 (vol/vol), sau trộn bể phối trộn Trong số trường hợp nước bổ sung thêm vào hỗn hợp để đạt độ ẩm 97% Từ bể phối trộn, hỗn hợp bùn rác bơm vào bể phản ứng, bể kỵ khí, có cánh khuấy hệ thống gia nhiệt, ổn định nhiệt độ 55oC (±0,5oC) Chế độ nạp liệu vận hành hệ thống Nguyên liệu nạp theo mẻ với thể tích 700 lít (70% dung tích bể phản ứng) Q trình lên men tiến hành nhiệt độ ổn định 55oC, pH 6,8 – 7,2 (điều chỉnh NaHCO3 Na2CO3) Để rút ngắn thời gian ổn định trình phân hủy, nguồn vi sinh vật sinh methane lấy gốc từ bùn cống qua thích nghi với chất bùn/rác hữu nhiệt độ 55oC bổ sung vào bể phản ứng (với mật độ tế bào 106/ml) thời điểm pH ổn định mức >6 Lượng thành phần khí tạo bể phản ứng (CO2, CH4, H2S, O2 khí khác) xác định thiết bị đo khí tự động thiết kế gắn liền với bể phản ứng Mẫu để phân tích tiêu hóa học vi sinh vật thu từ bể phản ứng qua van thu mẫu mức 20 cm từ đáy bể sau 24 vận hành Phân tích yếu tố mơi trường COD (Chemical Oxygen Demand, nhu cầu oxy hóa học): xác định theo phương pháp TCVN 6491:1999 VS (Votiled solids, chất rắn bay hơi) xác định thông qua nung lượng chất rắn (TS) 55oC khối lượng không đổi (Greenberg et al., 1995) Tổng Nitơ xác đinh phương pháp Kjendahl, tồn nitơ vơ hữu mẫu phân tích chuyển dạng ammonium sử dụng axít sulphuric với chất xúc tác K2SO4 nhiệt độ 420oC 30 phút Lượng ammonium sau xác định qua phương pháp chuẩn độ (Greenberg et al., 1995) Tổng Phospho xác định phương pháp sử dụng xanh molipden, toàn phospho mẫu chuyển dạng PO43− nhờ xử lý hỗn H2SO4 đặc HClO4 tác dụng nhiệt độ Phản ứng PO43− với Mo6+ sau tạo thành xanh-molipden, đo bước sóng 725 nm, mức độ màu tỷ lệ với hàm lượng phospho có mẫu phân tích (Greenberg et al., 1995) Xác định hiệu suất chuyển hóa (Sobotka et al., 1983; Chernicharo, 2007): Khí methane sinh theo lý thuyết xác định dựa lượng COD bị phân hủy: CH4 + 2O2 ⇒ CO2 + H2O (16 g) + (64 g) ⇒ (44 g) + (36 g) Để oxy hóa hồn tồn mole CH4 thành CO2 H2O cần có mole O2 Như vậy, 16 g CH4 tạo chuyển vào pha khí tương ứng với việc loại 64 g COD từ nguồn thải Trong điều kiện nhiệt độ áp suất thường, cơng thức cho phép ước tính 350 ml CH4 tương ứng với gam COD bị phân hủy Công thức chung để xác định lượng CH4 sinh theo lý thuyết sau: V CH = CODCH K (t ) đó: VCH4 = thể tích methane tạo thành (L) CODCH4 = lượng COD nạp chuyển hóa thành methane (gCOD) K(t) = hệ số hiệu chỉnh dành cho nhiệt độ vận hành bể phản ứng (gCOD/L) K (t ) = P.K R.(273 + T ) Trong đó: P = áp suất khí (1 atm) K = COD tương ứng với mole CH4 (64 g COD/mole) R = số khí (0,08206 atm·L/mole·oK) T = Nhiệt độ vận hành bể phản ứng (oC) Xác định mật độ vi sinh vật sinh methane quan sát kính hiển vi huỳnh quang Do chứa coenzyme F420, tế bào nhiều lồi vi sinh vật sinh methane có đặc tính tự phát sáng ánh đèn huỳnh quang Mức độ phát sáng thường tỷ lệ với hoạt tính sinh học tế bào, nhiên mức độ giảm nhanh tế bào bị phơi ánh sáng (Dolfing, Mulder, 1985; Gorris et al., 1988) Mặc dù vậy, qua quan sát mẫu bùn kính hiển vi huỳnh quang để phát tế bào tự phát sáng, người ta đánh giá cách định tính trạng thái hoạt động vi sinh vật sinh methane bể phản ứng Để quan sát tượng này, mẫu bùn tươi nhỏ trực tiếp lên màng nitrocellulose (kích thước lỗ 0,2 µm) đặt giấy lọc để thấm khơ, sau quan sát kính hiển vi huỳnh quang qua kính lọc bước sóng 461 nm Tách DNA tổng số DNA tổng số quần thể vi sinh vật từ mẫu bùn tách chiết trực phương pháp Zhou đồng tác giả (1996) mô tả với cải biến nồng độ đệm phosphate (120 mM) nồng độ proteinase K (14 mg· ml−1) Phân tích PCR-DGGE gen 16S rDNA DNA tổng số tách chiết trực tiếp từ mẫu bùn sử dụng làm khuôn phản ứng khuyếch đại đoạn gen 16S rDNA với cặp mồi đặc hiệu cổ khuẩn 0348aF (TCCAGGCCCTACGGG) 0691R (GGATTACARGATTTCAC) (Wanatabe et al., 2004) Để ổn định mức di chuyển đoạn gen phân tích DGGE, kẹp GC (Muezer et al., 1993) gắn vào đầu 5’của mồi xi 0348aF Hỗn hợp phản ứng PCR gồm µl mồi xi mồi ngược (nồng độ 50 pmol/µl), 5.0 U Taq-polymerase (Fermentas), µl đệm 10
(chứa 20 mM Mg2+), µl hỗn hợp dNTP (2,5 mM loại), µl DNA khn (khoảng 300 pg) bổ sung nước tới thể tích 50 µl Phản ứng khuyếch đại thực thiết bị Mastercycler (Eppendorf, Đức) qua 30 chu trình nhiệt (gồm biến tính ở 94°C phút, gắn mồi 49°C phút, kéo dài chuỗi 72°C phút) bước kéo dài cuối 72°C phút Sản phẩm PCR có độ dài 350 bp phân tách điện di biến tính (DGGE) tiến hành gel polyacylamide 8% đệm TAE với độ biến tính (urea/formamid) 25 – 60% Điện di thực máy D-Code (Bio-Rad, Mỹ) đệm TAE nhiệt độ ổn định 60°C, hiệu điện 100V thời gian 16 Gel polyacrylamide sau nhuộm dung dịch ethidium bromide (5 mg/ml) 30 phút, rửa nước phút chụp ảnh bàn chiếu tia UV sử dụng máy Gel-Doc (Bio-Rad, Mỹ) Các băng cắt, gel nước, khuyếch đại, tinh giải trình tự máy tự động 3110 Avant Applied Biosystems (ABI, Mỹ) Trình tự gen sau phân tích so sánh với trình tự 16S rDNA lồi có liên quan cơng bố Database DDBJ/EMBL/GenBank sử dụng công cụ BLAST Search KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nạp liệu ổn định điều kiện lên men Hỗn hợp bùn cặn rác hữu (tỷ lệ 1:1, v:v) đưa vào bể phản ứng theo mẻ 700 L, trình lên men diễn 55oC Trong tuần đầu, hoạt động trình thủy phân lên men sinh acid, pH bể phản ứng giảm mạnh, xuống tới mức 4,5 Trong thời gian kết từ thiết bị đo khí tự động cho thấy hồn tồn chưa có methane sinh ra, chứng tỏ nhóm methanogen cịn chưa bắt đầu hoạt động (Hình 2) Để tạo điều kiện thuận lợi cho methanogen sinh trưởng, pH bể điều chỉnh – 6,2 dung dịch NaHCO3 Na2 CO3, sau nguồn methanogen thích nghi trước với chất nhiệt độ cao bổ sung vào bể phản ứng Thành phần khí (%) CH4 (%) Hình 2- Điều kiện pH q trình sinh CH4 bể phản ứng kỵ khí nhiệt độ 55°°C Theo đồ thị hình 2, khí methane bắt đầu sản sinh pH môi trường đạt mức ≈ Cần lưu ý hạt bùn vi sinh vật sinh methane bảo vệ vi khuẩn lớp ngoài, pH thực tế vi môi trường cận kề nhóm vi sinh vật thường cao so với pH đo bể phản ứng (Bitton, 1999; Chernicharo, 2007) Xác định thành phần khí sinh học Thành phần khí biogas tạo bể phản ứng (Hình 3) cho thấy điều kiện kỵ khí cho q trình lên men đảm bảo khí tạo chủ yếu gồm CO2 CH4 Có thể thấy đường cong khí CO2 đường cong khí methane đường cong gần đối xứng qua trục ngang 45% khí (Hình 3), thể mối tương quan nhóm methanogen sử dụng H2 (như Methanobacterium, Methanomicrobium) nhóm methanogen sử dụng acetate (như Thành phần khí (%) Methanothrix, Methanosarcina) bể phản ứng thay đổi theo thời gian xử lý CH4 (%) CO2 (%) O2 (%) Khác (%) Thời gian (ngày) Hình Thành phần khí biogas tạo bể phản ứng theo thời gian Trong 20 ngày đầu thành phần khí CO2 liên tục tăng, CH4 chưa xuất phản ánh trình lên men sinh acid điều kiện pH thấp bể phản ứng Trong 20 ngày tiếp theo, % CO2 giảm % CH4 tăng (theo tỷ lệ gần tương đương), chứng tỏ nhóm methanogen sử dụng H2 chiếm ưu thế, sử dụng CO2 để sản sinh CH4 (theo phương trình phản ứng CO2 + H2 → CH4 + 2H2O) Trong pha tiếp sau, từ ngày 40 đến ngày 60, % CH4 khí tạo giảm % CO2 tăng (tỷ lệ tương đương), chứng tỏ nhóm sử dụng acetate chiếm ưu thế, tạo CO2 từ phản ứng sinh CH4 (theo phương trình phản ứng CH3COOH → CH4 + CO2), theo quy luật bể lên men kỵ khí (Chernicharo, 2007) Từ ngày thứ 60 trở đi, xu hướng tăng nhóm sử dụng H2 lại bắt đầu (tỷ lệ CH4 tăng tỷ lệ CO2 giảm), nhiên tổng thể tích khí sinh giảm dần, chứng tỏ trình lên men vào giai đoạn cuối Hiệu suất chuyển hóa COD Tổng thể tích khí tạo tăng theo thời gian, song song theo COD nguyên liệu thải bể xử lý giảm dần (Hình 4) 15000 50000 COD (mg/l) Biogas (lít) 12000 30000 9000 20000 6000 10000 3000 Thể tích khí (lít) COD (mg O2/l) 40000 0 10 20 30 40 Thời gian (ngày) 50 60 Hình Chuyển hóa COD thành biogas (CO2 CH4) bể phản ứng kỵ khí Theo lý thuyết, q trình lên men kỵ khí, khoảng 70 – 90% COD chuyển hóa thành CH4, tùy thuộc chất nguồn nguyên liệu cần xử lý (Bitton, 1999; Chernicharo, 2007) Trên sở thể tích khí thu kết phân tích COD hỗn hợp bùn bể tự hoại rác hữu thời điểm ban đầu thời điểm sau 50 ngày xử lý (Bảng 1), hiệu suất loại bỏ COD thí nghiệm đạt 80,7% (cách tính trình bày phần vật liệu phương pháp), tỷ lệ cao hệ xử lý kỵ khí tạo biogas Bảng Thành phần hóa học nguyên liệu thải bể phản ứng Tên Mẫu Các tiêu hóa học VSS N tổng số P tổng số (mg/l) (mg/l) (mg/l) 1916 1751,3 863,6 111420 769,5 916,8 28908 413 261 Thể tích khí COD (lít) (mg O2/l) Bùn bể tự hoại 14500 Rác hữu 118450 Hỗn hợp bùn/rác (tỷ 48175 lệ 1:1) ban đầu (33,722 kg) Hỗn hợp bùn/rác (tỷ 8460 3952 409 96,4 8729 lệ 1:1) sau 50 ngày (5,922 kg) (70% CH4) Chú thích: Giá trị biểu ngoặc cột COD mẫu hồn hợp bùn/rác thời điểm ban đầu sau 50 ngày xử lý tổng lượng COD tính cho tồn thể tích nguyên liệu (700 lít) Thể tích khí thể tích thực ghi thiết bị đo khí bể phản ứng Các kết phân tích hóa học thực nguyên liệu nạp ban đầu (Bảng 1) cho thấy tỷ lệ dinh dưỡng bể phản ứng COD:N:P = 158:1,18:1, tức nitơ bị thiếu hụt (hay nói cách khác lượng cacbon nguyên liệu q cao) để q trình phân hủy diễn cách tối ưu Theo Chernicharo (2007) tỷ lệ tối ưu cho trình lên men kỵ khí nguồn thải giàu hydratcarbon thí nghiệm COD:N:P = 350:5:1 Có thể thấy q trình tạo khí biogas thí nghiệm diễn ổn định với hiệu suất cao cho tỷ lệ methane biogas cao, nhiên kết cịn tốt điều chỉnh lượng dinh dưỡng nguyên liệu nạp theo tỷ lệ tối ưu dành cho trình lên men kỵ khí Các biện pháp điều chỉnh bổ sung nguồn nitơ vô vào bể phản ứng (Akunna et al., 1992; Bitton, 1999), điều chỉnh tỷ lệ phối trộn bùn bể tự hoại (thường có hàm lượng nitơ cao) rác hữu (thường có hàm lượng cacbon cao) (Bảng 1) để đạt tỷ lệ dinh dưỡng mong muốn, vv Biến đổi số lượng cấu trúc quần thể vi sinh vật sinh methane bể phản ứng Lên men kỵ khí coi hệ sinh thái, nhiều nhóm vi sinh vật tham gia chuyển hóa hợp chất hữu phức tạp thành sản phẩm cuối CH4, CO2, H2S, H2O NH4 với sinh khối vi sinh vật Toàn trình 10 MỞ ĐẦU Bùn cặn thu gom từ bể tự hoại gia đình từ hệ thống xử lý nước thải tập trung nguồn ô nhiễm cần phải xử lý, nhiên lại chưa quan tâm mức nước ta Ở Hà Nội ngày có khoảng 300 m3 bùn cặn thu gom từ bể tự hoại, 300 m3 nạo vét từ hệ thống thoát nước chung Trong tương lai, có khoảng 3000 m3 bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải tập trung – xử lý nước thải khu vực nội thành thành phố Hà Nội (Nguyễn Việt Anh, 2010) số tăng lên đáng kể tương lai gần Bên cạnh bùn cặn, rác thải hữu vấn đề cộm môi trường đô thị Tổng khối lượng chất thải rắn nội thành Hà Nội khoảng 2500 tấn/ngày, 61% rác thải sinh hoạt tỷ lệ thu gom đạt 90% Một phần nhỏ rác thải tái chế hay xử lý công nghệ ủ sinh học trạm Cầu Diễn, lại chủ yếu chôn lấp, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường khơng khí, đất, nước mặt nước ngầm (Nguyễn Việt Anh, 2010) Bùn cặn rác sinh hoạt nguồn thải có hàm lượng hữu cao, khả phân hủy kỵ khí để thu hồi khí sinh học, tái sử dụng bã thải làm phân bón nơng nghiệp lớn, vừa góp phần giải vấn đề mơi trường, vừa hỗ trợ nông nghiệp việc tiết kiệm sản xuất nhập phân bón, đồng thời đóng góp vào việc cung cấp điện từ nguồn lượng thay Công nghệ xử lý kết hợp bùn rác thải hữu phân huỷ sinh học kỵ khí nhiệt độ cao lần đưa vào thử nghiệm Việt Nam theo qui mô pilot dự án hợp tác Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng Hà Nội trường Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Darmstad, CHLB Đức Ưu điểm công nghệ xử lý chất thải với hiệu suất cao, tận thu lượng dạng khí methane, tạo sinh khối phụ giảm đáng kể yếu tố gây bệnh chất thải trước đưa môi trường Trong nghiên cứu này, q trình phân hủy tạo khí sinh học quần thể vi sinh vật sinh methane xem xét khía cạnh động học chuyển hóa vật chất thay đổi thành phần loài vi sinh vật theo thời gian vận hành bể phản ứng lên men kỵ khí xử lý hỗn hợp bùn cặn rác sinh hoạt điều kiện nhiệt độ cao, nhằm đưa sở khoa học ban đầu cho việc triển khai ứng dụng công nghệ vào thực tế tương lai gần VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hệ thống pilot lên men kỵ khí nhiệt độ cao dung tích 1000 lít Hệ thống lên men kỵ khí nhiệt độ cao dung tích 1000 lít hãng Passavant-Roediger (CHLB Đức) sản xuất lắp đặt Viện KH&KT Môi trường, ĐHXD Hà Nội (Hình 1) Hệ thống vận hành bán tự động, cho phép kiểm soát chặt chẽ yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy chế độ nạp liệu, nhiệt độ, độ pH, dung tích thành phần pha khí bể phản ứng Hình 1- Hệ thống pilot lên men kỵ khí nhiệt độ cao Nguyên liệu sử dụng cho thí nghiệm phân hủy gồm có bùn bể tự hoại, rác thải hữu xay nhuyễn Bùn rác định lượng tương ứng hai bể riêng biệt theo tỷ lệ 1:1 (vol/vol), sau trộn bể phối trộn Trong số trường hợp nước bổ sung thêm vào hỗn hợp để đạt độ ẩm 97% Từ bể phối trộn, hỗn hợp bùn rác bơm vào bể phản ứng, bể kỵ khí, có cánh khuấy hệ thống gia nhiệt, ổn định nhiệt độ 55oC (±0,5oC) Chế độ nạp liệu vận hành hệ thống Nguyên liệu nạp theo mẻ với thể tích 700 lít (70% dung tích bể phản ứng) Quá trình lên men tiến hành nhiệt độ ổn định 55oC, pH 6,8 – 7,2 (điều chỉnh NaHCO3 Na2CO3) Để rút ngắn thời gian ổn định trình phân hủy, nguồn vi sinh vật sinh methane lấy gốc từ bùn cống qua thích nghi với chất bùn/rác hữu nhiệt độ 55oC bổ sung vào bể phản ứng (với mật độ tế bào 106/ml) thời điểm pH ổn định mức >6 Lượng thành phần khí tạo bể phản ứng (CO2, CH4, H2S, O2 khí khác) xác định thiết bị đo khí tự động thiết kế gắn liền với bể phản ứng Mẫu để phân tích tiêu hóa học vi sinh vật thu từ bể phản ứng qua van thu mẫu mức 20 cm từ đáy bể sau 24 vận hành Phân tích yếu tố môi trường COD (Chemical Oxygen Demand, nhu cầu oxy hóa học): xác định theo phương pháp TCVN 6491:1999 VS (Votiled solids, chất rắn bay hơi) xác định thông qua nung lượng chất rắn (TS) 55oC khối lượng không đổi (Greenberg et al., 1995) Tổng Nitơ xác đinh phương pháp Kjendahl, tồn nitơ vơ hữu mẫu phân tích chuyển dạng ammonium sử dụng axít sulphuric với chất xúc tác K2SO4 nhiệt độ 420oC 30 phút Lượng ammonium sau xác định qua phương pháp chuẩn độ (Greenberg et al., 1995) Tổng Phospho xác định phương pháp sử dụng xanh molipden, tồn phospho mẫu chuyển dạng PO43− nhờ xử lý hỗn H2SO4 đặc HClO4 tác dụng nhiệt độ Phản ứng PO43− với Mo6+ sau tạo thành xanh-molipden, đo bước sóng 725 nm, mức độ màu tỷ lệ với hàm lượng phospho có mẫu phân tích (Greenberg et al., 1995) Xác định hiệu suất chuyển hóa (Sobotka et al., 1983; Chernicharo, 2007): Khí methane sinh theo lý thuyết xác định dựa lượng COD bị phân hủy: ... huỷ sinh học kỵ khí nhiệt độ cao lần đưa vào thử nghiệm Việt Nam theo qui mô pilot dự án hợp tác Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng Hà Nội trường Đại học Tổng hợp... huỷ sinh học kỵ khí nhiệt độ cao lần đưa vào thử nghiệm Việt Nam theo qui mô pilot dự án hợp tác Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng Hà Nội trường Đại học Tổng hợp... Nguyễn Việt Anh2, Đinh Thúy Hằng1* Viện Vi sinh vật Công nghệ sinh học, Đại học Quốc Gia Hà Nội Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường, Đại học Xây dựng Hà Nội TÓM TẮT Bùn cặn rác sinh hoạt nguồn thải hữu